CN101712130B - 应用于硅片化学机械抛光设备中的定位转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定位装置。装置主要包括基板、驱动装置和定位在基板上的由驱动装置驱动的同步定位装置。采用硅片托来放置机械手干末端执行器运送过来的待抛光硅片，伺服电机驱动齿轮转动，齿轮和转盘啮合，进而带动与转盘相连接的各拉钩件转动，从而拉动各定位杆在基板的限位条孔中同时定向移动，当定位杆接触到硅片边缘时即实现定位功能，此时安装在固定板上的光电传感器感测到转盘上限位板的存在，控制中心随即发出指令使伺服电机反转以使定位杆恢复到最初位置。定位前后，分别是机械手的干、湿末端执行器捉取硅片，可以避免末端执行器对已抛光或未抛光硅片的交叉污染。同时该定位过程也为机械手及时更换干/湿末端执行器赢取了时间，有利于硅片装载、抛光过程的顺利进行。

Description

应用于硅片化学机械抛光设备中的定位转换装置

技术领域

本发明涉及一种定位装置，特别是一种应用于硅片化学机械抛光(CMP)设备上的定位转换装置。

背景技术

随着微电子技术的迅猛发展，对电子器件的要求越来越高，传统的大型器件的设计已不能满足当今微型化、高速化、精密化的迫切要求。作为基底材料硅晶片的尺寸越来越大，已由原来的200mm向300mm甚至更大尺寸转化；而其特征尺寸越来越小，预计在未来的几年内将达到0.10μm。这种情况的存在使得硅片表面的微小缺陷便可导致整个器件报废的后果，所以硅片的抛光就成为半导体制造加工技术上最重要的一道工序。目前普遍认为，对于最小特征尺寸在0.35μm及以下的器件，必须进行全局平面化，即全局平面化技术的发展势在必行，而化学机械抛光(CMP，Chemical Mechanical Polishing)是作为目前唯一的可以提供在整个圆硅晶片上全面平坦化的工艺技术。

在对硅片进行化学机械抛光加工过程中，工艺的要求越来越高，任何很小的污染都可能导致硅片的加工达不到工艺要求。在现有的技术中，机械手是直接将已抛光的湿硅片放入储存湿硅片的储片盒后直接去拾取未抛光的干硅片，把干硅片进行化学机械抛光作业后，又直接把已抛光的湿硅片放入储片盒中，在这样的反复中，机械手接触干、湿硅片，会造成硅片间的交叉污染，严重影响硅片成品的质量。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明旨在提供一种应用于硅片化学机械抛光设备中的定位转换装置，采用此装置可以实现硅片的精确定位、临时存放和方便机械手更换干、湿末端执行器的功能。

本发明采用了如下的技术方案：

应用于硅片化学机械抛光设备中的定位转换装置包括基板、设置在基板上的同步定位装置以及和同步定位装置相连接的驱动装置，同步定位装置包括设置在基板上的中心轴、套装在中心轴上的转盘、和转盘相铰接的3个或4个拉钩件以及设置在拉钩件另一端的在基板上的径向限位条孔内移动的定位杆，驱动装置包括伺服电机、和伺服电机传动轴相连接的齿轮，齿轮和转盘啮合；转盘下表面设置有限位板，和限位板相对应的位置在固定板上设置有光电传感器，固定板设置在中心轴上；基板中心部位设置一个用来承载硅片的硅片托。

本发明的有益效果是：伺服电机带动齿轮转动，齿轮传动转盘转动，进而转盘带动拉钩件移动，定位杆通过拉钩件的带动作用而在基板的限位条孔中同时定向移动，当定位杆向基板中心位置移动时，定位杆使硅片移动到指定位置，可以实现硅片的精确定位，与此同时限位板转动到适当位置，挡住安装在固定板上的光电传感器的光源，随即光电传感器发送信号到控制中心，控制中心发出指令使伺服电机反转，伺服电机反转从而使转盘反向转动，以使定位杆恢复到最初位置，方便对下次机械手运送过来的硅片进行定位；硅片托上放置硅片，可以临时存放硅片；机械手的干末端执行器把未抛光硅片放到定位转换装置的硅片托上，随即定位转换装置对硅片进行定位，以方便机械手的湿末端执行器对硅片进行准确捉取，在定位前后，分别是机械手的干、湿末端执行器拾取硅片，可以避免末端执行器对已抛光或未抛光硅片的交叉污染。此定位过程也为机械手及时更换干/湿末端执行器赢取了时间，有利于硅片装载、抛光过程的顺利进行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视结构示意图；

图3为本发明的拉钩件与基板、转盘的位置连接关系结构示意图；

图4为本发明的4个定位杆与基板位置关系结构示意图；

图5为本发明的拉钩件的结构示意图。

在图中：100硅片托、101伺服电机、102小齿轮、103限位板、104中心轴、105转盘、106拉钩件、107锁母、108固定板、109光电传感器、110定位杆、111基板、112限位条孔、113硅片。

具体实施方式

附图1、2、3、4和5所示是本发明的一个具体实施例。参看附图1、2和3，应用于硅片化学机械抛光设备中的定位转换装置包括基板111、设置在基板111上的同步定位装置以及和同步定位装置相连接的驱动装置，同步定位装置包括设置在基板111上的中心轴104、套装在中心轴104上的转盘105、和转盘105相铰接的4个拉钩件106以及设置在拉钩件106另一端的在基板111上的径向限位条孔112内移动的4个定位杆110，参看附图4，定位杆110设置在基板111上的限位条孔112中；4个拉钩件106均匀对称的分布在转盘105上，驱动装置包括伺服电机101、和伺服电机101传动轴相连接的齿轮102，齿轮102和转盘105啮合；转盘105下表面设置有限位板103，和限位板103相对应的位置在固定板108上的设置有光电传感器109，固定板108通过锁母107固定设置在中心轴104上；基板111中心部位设置一个用来承载硅片113的硅片托100。

首先机械手的干末端执行器将硅片113放在硅片托100上，然后伺服电机101通过带动齿轮102转动，从而驱动转盘105旋转，进而带动铰接在转盘105上的定位于4个拉钩件106上的定位杆110沿着基板111上的限位条孔112从外到内向基板111圆心移动，由于定位杆110均匀分布在转盘105上，所以定位杆110的移动速度完全一致，当4个定位杆110都接触到硅片113时即实现定位功能，此时限位板103转动到适当位置，挡住安装在固定板108上的光电传感器109的光源，即光电传感器109感测到转盘105中限位板103的位置，这时光电传感器109发送信号给控制中心，控制中心随即发出指令使伺服电机101反转，带动齿轮102反转，使转盘105同样反转，从而带动4个拉钩件106移动，通过拉钩件106拉动定位杆110沿基板111中的限位条孔112由内向外远离基板111圆心移动，使定位杆110恢复到最初位置，从而完成1次放片-定位-复位的过程，为下一次定位做好准备。定位后由机械手的湿末端执行器取走硅片113，从而避免未抛光和已抛光硅片间的交叉污染。

Claims (1)

1.一种应用于硅片化学机械抛光设备中的定位转换装置，其特征在于其包括基板(111)、设置在基板(111)上的同步定位装置以及和同步定位装置相连接的驱动装置，同步定位装置包括设置在基板(111)上的中心轴(104)、套装在中心轴(104)上的转盘(105)、和转盘(105)相铰接的3个或4个拉钩件(106)以及设置在拉钩件(106)另一端的在基板(111)上的径向限位条孔(112)内移动的定位杆(110)，所述驱动装置包括伺服电机(101)、和伺服电机(101)传动轴相连接的齿轮(102)，齿轮(102)和所述转盘(105)相啮合，所述转盘(105)下表面设置有限位板(103)，和限位板(103)的位置相对应在固定板(108)上设置有光电传感器(109)，固定板(108)设置在中心轴(104)上，所述基板(111)中心部位设置一个用来承载硅片的硅片托(100)。

Images